Botanical survey of the Scratchgravel Hills, Lewis and Clark County, Montana

58 Pages·1998·1.1 MB·English

by  Heidel, Bonnie L

BOTANICAL SURVEY OF THE SCRATCHGRAVEL HILLS
LEWIS AND CLARK COUNTY, MONTANA
Prepared by:
Bonnie L. Heidel and Stephen V. Cooper
Montana Natural Heritage Program
1515 E. Sixth Avenue
Helena, MT  59620-1800
Prepared for:
U.S.D.I. Bureau of Land Management
P.O. Box 3388
Butte, Montana 59702-3388
Agreement No. 1422E930A960015, Task Order No. 9
April 1998
(') 1998 Montana Natural Heritage Program
This report should be cited as follows:
Heidel, B. L. and S. V. Cooper.  1998.  Botanical Survey of the Scratchgravel Hills.  Unpublished
report to the Bureau of Land Management.  Montana Natural Heritage Program, Helena.  44
pp. + app.
SUMMARY
Systematic baseline survey was conducted in the Scratchgravel Hills, documenting two Montana plant
species of special concern, two watch species, and six plant associations.  They represent a (cid:236)biological
crossroads(cid:238) pattern, made up of the following noteworthy features:
- An extensive population of lesser rushy milkvetch (Astragalus convallarius), a Great Basin plant
species disjunct at the northern end of its range
- A small population of linearleaf fleabane (Erigeron linearis), a Columbia Plateau plant species
disjunct at the eastern end of its range
- Two small populations of taxa that remain on the watch list because they live primarily or exclusively
in Montana and nowhere else, Klaus(cid:237) bladderpod (Lesquerella klausii) and rabbitsfoot crazyweed
(Oxytropis lagopus var. conjugens)
- Two relatively intact and well-developed Rocky Mountain plant associations that are noteworthy for
their site-specific conditions, though not for their plant association rarity; the Douglas fir/rough
fescue plant association (Pseudotsuga menziesii/Festuca scabrella p.a.), and the foothills form of
the bluebunch wheatgrass plant association (Pseudoroegneria spicatum æ Bouteloua gracilis p.a.)
One of these, the lesser rushy milkvetch occurrence, represents among the best examples in the state.
Two more of these represent the only documented examples in the Helena Valley and among the most
unusual examples in the state, including the linearleaf fleabane occurrence and the Douglas fir/rough
fescue plant association.
The Scratchgravel Hills have a moderate level of state biodiversity significance warranting elevated
attention to the most pressing management needs, noxious weed control.
ACKNOWLEDGEMENTS
The contributions of many people are reflected in this report. Cedron Jones (Montana Natural Heritage
Program) provided site information, data digitizing and GIS maps. Element occurrence data processing
was assisted by Katie Schletz (Montana Natural Heritage Program) and Cedron Jones. Scott Lee-
Chadde (Montana Natural Heritage Program) ran the ECADs stratification. Sarah Gage (University of
Washington Herbarium) provided verification of the Erigeron linearis specimen. Sally Sovey (Bureau
of Land Management) provided encouragement and coordination needed to turn a project idea into an
actuality. Tribute is paid to Jim Reichel, our extraordinary zoologist colleague in the Montana Natural
Heritage Program.
This study was funded as a challenge cost-share between the U.S.D.I Bureau of Land Management and
the Montana Natural Heritage Program.
TABLE OF CONTENTS
SUMMARY......................................................................................................................................................3
ACKNOWLEDGEMENTS...............................................................................................................................4
INTRODUCTION.............................................................................................................................................1
STUDY AREA .................................................................................................................................................2
Geology........................................................................................................................................................2
Soils .............................................................................................................................................................4
Climate .........................................................................................................................................................4
Flora.............................................................................................................................................................4
Vegetation....................................................................................................................................................5
Wildlife.........................................................................................................................................................5
METHODS.......................................................................................................................................................5
Botanical methods.......................................................................................................................................6
Ecological Methods.....................................................................................................................................7
BOTANICAL RESULTS.................................................................................................................................10
Astragalus convallarius Greene var. convallarius...................................................................................12
Erigeron linearis (Hook.) Piper ................................................................................................................18
Lesquerella klausii Rollins.......................................................................................................................24
Oxytropis lagopus Nutt. var. conjugens Barneby.....................................................................................28
ECOLOGICAL RESULTS...............................................................................................................................33
Vegetation Descriptions: WOODLAND TYPES........................................................................................34
Vegetation Descriptions: SHRUBLAND TYPE..........................................................................................37
Vegetation Descriptions: GRASSLAND TYPES .......................................................................................38
DISCUSSION.................................................................................................................................................40
LITERATURE CITED.....................................................................................................................................42
FIGURES
Figure 1.  Scratchgravel Hills study area.........................................................................................................3
Figure 2.  ECODATA plot locations in the Scratchgravel Hills .......................................................................9
Figure 3.  Sensitive plant locations in the Scratchgravel Hills......................................................................11
Figure 4.  Astragalus convallarius illustration. ............................................................................................13
Figure 5.  Erigeron linearis illustration. .......................................................................................................18
Figure 6.  Oxytropis lagopus var. conjugens illustration. .............................................................................30
TABLES
Table 1.  Montana plant species of special concern in the Helena Valley area...............................................6
Table 2.  Plant associations of the Scratchgravel Hills study area................................................................33
APPENDICES
Appendix A.  Element Occurrences
Appendix B. Photo Documentation
Lesser rushy milkvetch (Astragalus convallarius)
Linearleaf fleabance (Erigeron linearis)
Klaus(cid:237) bladderpod (Lesquerella klausii)
Woodland opening habitat supporting Klaus(cid:237) bladderpod
Rabbitsfoot crazyweed (Oxytropis lagopus var. conjugens)
Bluebunch wheatgrass perimeter; looking south to Helena
Typical ponderosa pine/bluebunch wheatgrass plant association
Coring mature Douglas-fir in the Douglas-fir/rough fescue plant association
Bitterroot (Lewisia rediviva), a common plant in the Scratchgravel Hills
Appendix C. Preliminary flora of the Scratchgravel Hills
Appendix D. ECODATA analysis
INTRODUCTION
The Scratchgravel Hills are an island of public land administered by the Bureau of Land Management in
the Helena Valley. The Hills represent a prominent landmark, undeveloped open space, window into
local mining history, wildlife refugium, and a potentially biologically-unique landscape. For this latter
reason, baseline systematic inventory of the flora and vegetation was conducted to analyze its botanical
significance.
The only previous written record and review of its botanical resource values was presented in a
Scratchgravel Hills planning document (Scratchgravel Planning Committee and Lewis and Clark
Areawide Planning Organization 1984), alluding to the presence of the rare species, lesser rushy
milkvetch (Astragalus convallarius) and characterizing the vegetation in general terms:
(cid:236)Existing vegetation at lower elevations is grasses, herbs and scattered shrubs with occasional
juniper and ponderosa pine. Higher elevations and north facing slopes are dominated by pine/fir
forest with a bunchgrass or fescue understory.(cid:238)
The source of the collection information to support the rare species report was unknown, and the report
of a fescue woodland understory was also undocumented in addition to being unusual for such an arid
setting.  These potentially indicate botanical significance.
This same Valley is one of rapid conversion as one of the fast-growing rural areas in Lewis and Clark
County, a county which is projected to have the greatest population growth between now and the year
2010 (Bureau of Business and Economic Research 1998).  Any work on determining the status of
sensitive species found in the Helena Valley hinges on investigation of relatively intact public lands in the
Valley.
Primary objectives of this study were to systematically survey botanical biodiversity features with
emphasis on those with BLM status, providing a botanical baseline. Systematic surveys provide a
process of setting and refining conservation targets for the rarest species, and the rarest or most
outstanding examples of natural vegetation as plant associations.
For example, Helena National Forest lands have been surveyed for sensitive plant species in the Big
Belt and Elkhorn Mountains (Poole and Heidel 1993). Survey targets included three (cid:236)endemic(cid:238) species,
that is, species found exclusively or primarily in Montana: Klaus(cid:237) bladderpod (Lesquerella klausii),
limestone larkspur (Delphinium bicolor ssp. calcicola) and rabbit(cid:237)s-foot crazyweed (Oxytropis
lagopus var. conjugens).   In the course of this study and subsequent studies, these three endemics
have been documented at more sites, with little or no threats, such that they are no longer being tracked
but have been moved to the watch list for species of limited distribution (Heidel 1997). Despite recent
renewed investigations, other uncommon plant species collected in the Helena Valley before the turn-of-
the-century (Atriplex truncata, Cypripedium parviflorum, Senecio debilis) have not been seen since.
1
STUDY AREA
The Scratchgravel Hills are a prominent isolated series of hills in the Helena Valley, Lewis and Clark
County.  They are situated about four miles north of Helena between the Sevenmile, Tenmile and Silver
creeks, and they span about 5,500 acres in 18 sections (Figure 1). They are a largely-unbroken block
of public land administered by the Bureau of Land Management (BLM), surrounded by private land.
The elongate study area extends east-west, encompassing the Scratchgravel Hills landmark at the
eastern end and contiguous rolling lands to the west. Mention of the (cid:236)Scratchgravel Hills(cid:238) in the
following geology narrative refers to the landmark, while in the rest of this report it refers to the entire
study area.
General motorized access to the study area is possible via Echo Lane, foot access or limited motorized
access is provided at two public access points established on  Tumbleweed Drive and an entry opposite
Norris Road, and a roadway that adjoins its western margin also provides foot access.
Geology
The Scratchgravel Hills are composed of the intruding Cretaceous granodiorite satellite pluton of the
Boulder Batholith, flanked by metasedimentary rocks of the Belt Supergroup, sedimentary rock, and
alluvium (Herrin et al. 1987). The highest hills that represent the Scratchgravel Hills landmark are
derived from igneous batholith, weathering into very coarse sand, which with its associated mining
activity gave the hills the (cid:236)scratchgravel(cid:238) name. To the immediate north and west of the highest hills are
intruded Tertiary volcanics and metasedimentary rock.  Farther west, the Helena Limestone sedimentary
formation, including dolomitic and argillaceous materials, covers the western half of the study area. In
addition, Quaternary alluvium is at the eastern perimeter (Herin et al. 1987, Ross et al. 1955, Lorenz
and Sweason 1951).
The ore bodies in the Scratchgravel Hills are contact-metamorphic deposits and veins, with at least 32
mines at the perimeter of the batholith stock (Scratchgravel Hills Planning Committee and Lewis and
Clark Areawide Planning Organization 1984). Except in the period of 1914-1918 when the Franklin
and Scratch Gravel Gold mines were actively producing gold and silver, mining has been sporadic and
intermittent. There are reports of historic placer mining predating surface excavations. Most of the
historic mining was in adits, but there is at least one open pit mine site, which remains active. The Hills
contain both patented and unpatented mining claims, and many claims were filed in periods when
precious mineral prices were up.  For example, there were about 112 unpatented mining claims filed
between 1979-1981 (Scratchgravel Hills Planning Committee and Lewis and Clark Areawide Planning
Organization 1984).
2

Soils
Soils in the Scratchgravel Hills are highly erodible and several are very shallow, with extensive rock
outcrops in the hills   (Bingham et al. 1977).   Their soil textures are classified as sandy loams and
channery loams but gravel makes up a major portion of the ground surface over much of the study area.
Despite their loamy textures, profiles are not well-developed, and frost fractures are commonplace early
in the season.
The soils on the highest hills, derived from granodiorite, are mainly Woodgulch-Rock Outcrop complex,
8-35% slope, a loamy sand (Binghan et al. 1977).  The soils derived from sedimentary rock in the
western end are Whitecow-Roto-Pensore channery loam , 4-35%. They are surrounded mainly by
Hauz-Tolman channery loams, 8-45%; Roto-Pensore-Crago channery loams, 15-45% and Crittenden
sandy loam, very rock, 4-35% slope.
Climate
The Helena Valley climate is represented by meteorological data compiled at the Helena Airport (U.S.
Dept. Commerce 1982). Median monthly temperatures range from 18.9∫ F (-7.3∫ C) in January to
69.3∫ F (20.7∫ C) in July. Annual average (median) precipitation is 11.14 inches (27.8 cm). This is
consistent with the Helena Valley being among the northernmost of Montana(cid:237)s arid intermontane valleys.
The Hills are an exposed island within the Valley, having microclimate extremes that are exaggerated by
the steepness of slopes, heightened exposure to sun and wind, and some soils that are porous
(droughty).
Flora
The flora of the general Helena Valley was relatively well-documented in early years because Helena
was a major center of growth in the new territory and state; home and hub for botanists and their formal
or informal studies and projects. Projects included efforts to display the state flora, represented by sets
of specimens that included a Helena-area collection, in the 1892 World(cid:237)s Fair. Subsequent collections of
the local flora have been sporadic, and only in recent years have their been efforts to conduct systematic
baseline inventories (e.g., Poole and Heidel 1993), collect a representative set of specimens for
reference, and compile local floristic lists.
The Hills in particular have been anecdotally noted as among the best places around the Capital to see
the state flower, bitterroot (Lewisia rediviva), but there was not information on the rest of the local
flora.
4
Vegetation
The Hills are conspicuous from Helena and the surrounding valley as dark promontories with a cover of
conifers compared to the light hues of the open plains that surround them.  It has been inferred that all
timber within proximity of the Helena mining camp and boom-town was extensively logged (Phillips
1997), so that any current stands represent post-settlement regeneration. There have not been stand
exams or other vegetation studies in the Hills to characterize the conifer communities or grassland
resources.
Wooded lands make up app. 45% of the study area (based on timber cover mapped onto the USGS
topographic maps); and grassland makes up virtually all of the remainder. Surface water is absent in the
Hills except early in the season along ephemeral watercourses, including a few small springs and seeps,
or adjoining rangeland developments (stock tanks).  Soils throughout most of the area are very porous,
even along the watercourses, so that riparian community development is scant and restricted to narrow
bands or more commonly wanting.
The Hills were historically used as rangeland, but have not been grazed since the 1980(cid:237)s.
Wildlife
One of the earliest recorded names given the Helena Valley is (cid:236)Tonah(cid:238), which refers to a rich hunting
ground in the Blackfeet language. Repeated bison use was reported, with high numbers. The current
mammal and bird fauna of the Scratchgravel Hills is listed in the current planning document
(Scratchgravel Planning Committee and Lewis and Clark Areawide Planning Organization 1984). This
same document notes its significance in providing critical fawning areas for pronghorn antelope as well
as supporting small resident populations of pronghorn antelope, mule deer, and whitetail deer.
METHODS
Methods were designed to address botanical and ecological features in a systematic baseline survey
approach, identifying all priority species and community diversity features within the landscape. The
study was not exhaustive in screening every quarter/quarter section but provides a framework identifying
the priority features, evaluating their significance, and enumerating potential management questions and
concerns.
Dual-purpose botanical and community surveys were conducted by the principal author throughout the
growing season (June 1, 20-21, 24, and 29; July 22 and 31); and by both authors on September 24.
5